一種全自動壓力計檢定裝置的製作方法

2023-05-31 05:12:31 2

專利名稱：一種全自動壓力計檢定裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及壓力計、溫度計標定的檢定裝置。
背景技術：
目前，國內用於壓力計標定的設備主要是由普通標準活塞式壓力計作為標準壓力源，由恆溫空氣浴或恆溫油浴提供壓力計標定的標準溫度環境，也有利用高精度壓力傳感器，通過活塞式壓力計比對標定、修正後再作為標準壓力源的。標準活塞式壓力計是根據傳壓介質的靜力平衡原理來測量壓力的，壓力的精度是通過在標準面積的活塞上施加標準的砝碼質量來保證的，它具有精度高、穩定性好、測量範圍廣等特點，但需人工搬運加減砝碼和旋轉螺紋絲槓加壓，對操作過程要求非常嚴格，而且對環境條件也有特定的要求，否則將無法達到壓力精度的要求，因而勞動強度大、效率低、操作複雜，而且無法實現標定過程的自動化。用高精度壓力傳感器作為標準壓力源，可以與智能調壓系統和控溫系統組成壓力自動標定裝置，實現對壓力計進行自動標定，它具有系統結構簡單、成本較低的特點，但壓力不能達到較高精度，每次啟動運行系統都必須預熱一定時間，以保證壓力傳感器溫度穩定，精度穩定性差，而且需要經常、頻繁地進行複雜操作的標準活塞式壓力計與之比對標定、修正。這兩種標定設備適用範圍有局限性，無法滿足種形式的壓力計全自動化標定。
實用新型的內容實用新型的目的就是針對現有壓力計標定的設備上述之不足而提供一種全自動壓力計檢定裝置，它可以實現對各種型式壓力計的標定全自動化，標定精確，不受外界環境的影響，效率高。一種全自動壓力計檢定裝置，其特徵在於它有一個提供標準壓力源的全自動活塞式壓力計、一個對活塞式壓力計的壓力進行自動調控的壓力升降調節控制裝置、一個為被檢壓力計提供恆溫條件的恆溫箱、一個感應氣路壓力並將感應信號傳送給計算機的氣路壓力傳感器、一個控制整個裝置的氣壓、油壓、溫度、活塞位置、砝碼自動加減和砝碼自動修正的計算機和一個機櫃；全自動活塞式壓力計有一個用於自動加減砝碼的砝碼加減操控機構、一個用於承重砝碼、測量砝碼和將所測量的數據通過傳感器傳送給計算機的活塞承重測量機構、一個用於測量活塞承重測量機構的標準壓力平衡位置的活塞水平測量裝置、一個用於測量活塞適時溫度的活塞溫度測量機構、一個用於修正砝碼的砝碼修正補償機構、一個驅動活塞旋轉的砝碼旋轉驅動機構；壓力升降調節控制裝置有一個用於調節壓力的伺服驅動造壓器(39)、一個用於給油路提供預壓的電氣比例增壓泵40、一個用於油路卸壓的電氣比例卸壓閥41、一個感應油路壓力並將感應信號傳送給計算機的油路壓力傳感器42和一個給油路供油的油箱。
砝碼加減操控機構由立柱1、四連杆三爪砝碼託爪裝置2、上固定板3、中固定板4和下固定板5組成；四連杆三爪砝碼託爪裝置2由從動託爪6、從動託爪7、主動託爪8、拉杆9、滾輪10、氣缸11、雙向調速閥12、電磁換向閥13、位置傳感器32和砝碼支撐杆扶正器63組成；活塞承重測量機構由標準砝碼14、活塞15、活塞缸16、活塞座17、砝碼支撐杆18、砝碼支撐環19、砝碼託盤20組成；在活塞座17上開有接口33；活塞溫度測量機構由溫度傳感器21和溫度變送器22組成；砝碼修正補償機構23，砝碼修正補償機構23由補償砝碼24、驅動氣缸或油缸25、電磁換向閥26、固定架27、定位杆64和懸吊杆
28組成；活塞水平測量裝置由下定位塊29、上固定套30和吊錘31組成；砝碼旋轉驅動機構由旋轉電機34、主動皮帶輪35、傳動皮帶36、從動皮帶輪37和撥杆38組成；壓力升降調節控制裝置由伺服驅動造壓器39、電氣比例增壓泵40、電氣比例卸壓閥41、油路壓力傳感器42和油箱43組成；伺服驅動造壓器39由伺服電機44、減速器45、固定支架46、活塞47、活塞缸48、絲槓螺母49、絲杆50、旋轉支架51、傳動盤52和位置傳感器53組成；電氣比例卸壓閥41由電氣比例控制閥54、閥座55、卸壓閥固定座56、卸壓閥驅動氣缸57、針閥閥芯58、彈簧59、「O「形圈60和連接件61組成；從動託爪6與從動託爪7活動連接，拉杆9的一端與從動託爪7活動連接，另一端與主動託爪8活動連接，在從動託爪6、從動託爪7和主動託爪8的爪上安裝滾輪10，在從動託爪6、從動託爪7和主動託爪8上分別開有定位孔。驅動氣缸11固定在主動託爪8上，雙向速度調節閥12連接在驅動氣缸11上，電磁換向閥13通過氣管與雙向速度調節閥12相連；立柱1固定在下固定板5上，上固定板3和中固定板4分別套在立柱上，砝碼支撐杆扶正器63安裝在上固定板3的中心孔內，將從動託爪6、從動託爪7和主動託爪8通過定位孔套入立柱1，活塞缸16密封裝入活塞座17中，活塞15套入活塞缸16內，活塞座17固定在下固定板5上，砝碼支撐環19和砝碼託盤20套入砝碼支撐杆18，支撐杆18穿過上砝碼支撐杆扶正器63、中固定板4與活塞15相連，將標準砝碼14放在四連杆三爪砝碼託爪裝置2上，位置傳感器32固定在中固定板4與支撐杆18的同軸處，溫度傳感器21固定在活塞座17上，並與溫度變送器22電連接；固定架27固定在上固定板3上，驅動氣缸或油缸25固定在固定架27上，並通過氣管與電磁換向閥26相通，懸吊杆28一端與驅動氣缸或油缸25的活塞相連，補償砝碼24掛在懸吊杆28另一端的懸吊桿頭上，補償砝碼24懸吊在砝碼託盤20上，定位杆64裝在固定架27上，主動皮帶輪35裝在旋轉電機34上並固定在固定架27上，從動皮帶輪37通過軸承裝在與砝碼支承杆18同軸的上固定板3上，主動皮帶輪35和從動皮帶輪37通過傳動皮帶36相連，撥杆38固定在砝碼支承杆18上；伺服電機44通過減速器45安裝在固定支架46上，活塞缸48通過絲槓螺母49固定在固定支架46上，旋轉支架51的一端通過軸承套在絲槓螺母49上，另一端連接在減速器45的輸出軸上，將活塞47裝在絲杆50的一端上，並通過絲槓螺母49插入活塞缸48內，絲杆50的另一端與套在旋轉支架51上可移動的傳動盤52上；閥座55固定在卸壓閥固定座56上，「O「形圈60裝在卸壓閥固定座56內，彈簧59套在針閥閥芯58上，針閥閥芯58穿過「O「形圈60插入閥座55的閥芯孔內，卸壓閥驅動氣缸57通過連接件61與卸壓閥固定座56相連，電氣比例控制閥54通過氣管與卸壓閥驅動氣缸57相通；電氣比例增壓泵40的進口與油箱43相通，其出口通過高壓油管與壓力傳感器4進口相通，油路壓力傳感器42的出口通過高壓油管分別與伺服驅動造壓器39和電氣比例卸壓閥41的進口相通，電氣比例卸壓閥41的出口通過低壓油管與油箱43的進口相通，在高壓油管上、電氣比例卸壓閥41或油路壓力傳感器42可設有外部接口62；壓力升降調節控制裝置的外部接口62通過油管與全自動活塞式壓力計的活塞座17上的接口33相通；將電磁換向閥13、電磁換向閥26、氣路壓力傳感器、電氣比例增壓泵40、電氣比例卸壓閥41通過氣管接外壓力氣源，電磁換向閥13、電磁換向閥26、氣路壓力傳感器、電氣比例增壓泵40、電氣比例卸壓閥41與計算機電連接，油路壓力傳感器42、溫度傳感器21、位置傳感器53、溫度變送器22、油箱43的液位傳感器、旋轉電機34和恆溫箱的溫度控制傳感器與計算機電連接；全自動活塞式壓力計、壓力升降調節控制裝置和計算機裝入各自的機櫃內。本實用新型的優點在於它可以實現對各種型式壓力計的標定全自動化，標定精確，不受外界環境的影響，效率高。


附圖1為本實用新型全自動活塞式壓力計結構示意圖。
附圖2為本實用新型附圖1的A-A府視結構示意圖。
附圖3為本實用新型砝碼修正補償機構和砝碼旋轉驅動機構結構示意圖。
附圖4為本實用新型伺服驅動造壓器結構示意圖。
附圖5為本實用新型電氣比例控制卸壓機構結構示意圖。
附圖6為本實用新型壓力升降調節控制裝置結構示意圖。
附圖7為本實用新型計算機控制框圖。
具體實施方式
計算機為裝有執行程序和數據處理採集卡的工業控制計算機，電磁換向閥、電氣比例增壓泵、壓力傳感器、氣缸和活塞等部件採用普通的機械加工方法加工，並按說明書和說明書附圖的連接方式連接即可。使用時將被檢壓力計裝入恆溫箱內校驗接頭上，根據被檢定壓力計的壓力和溫度範圍，在控制計算機上運行相應的軟體，設置好檢定過程各個參數，裝置自動加溫並恆溫在設置溫度下，啟動砝碼旋轉驅動機構，帶動砝碼支承杆18在無徑向力情況下旋轉，電氣比例控制卸壓閥41關閉，根據預定壓力自動組合砝碼，砝碼加減操控機構在氣缸11和四連杆三爪砝碼託爪裝置2驅動下放置需要的砝碼，並根據使用地區的重力加速度、空氣密度、活塞的溫度、液位高度差、當前壓力量程等條件，自動控制砝碼修正補償，施加附加修正砝碼組，自動配重，以保證壓力的準確度。然後由電氣比例增壓泵40給系統增壓，當壓力升至預定壓力時，電氣比例增壓泵40停止工作，由伺服驅動造壓器39的伺服電機44帶動絲杆50旋轉，使系統加壓，壓力傳遞到活塞15時，砝碼支撐杆18將浮起，活塞位置測量機構測量活塞15的位置高度，伺服驅動造壓器39進行微調，使活塞15維持在平衡位置，壓力穩定在設置值。減壓時，伺服驅動造壓器39停止工作，啟動電氣比例卸壓閥41卸壓，當壓力降至預定壓力時，關閉電氣比例卸壓閥41，砝碼加減操控機構在氣缸11和四連杆三爪砝碼託爪裝置2驅動下託起需減去的砝碼，並根據使用地區的重力加速度、空氣密度、活塞的溫度、液位高度差、當前壓力量程等條件，重新自動控制砝碼修正補償，變換施加附加修正砝碼組，伺服驅動造壓器39的伺服電機44帶動絲杆50反向旋轉，按設定壓力給系統減壓，並進行微調，使活塞15工作在平衡位置。如此加、減壓循環，完成所有壓力檢定過程，砝碼旋轉驅動機構、伺服驅動造壓器39停止工作，啟動電氣比例卸壓閥41卸壓。計算機自動轉入恆溫箱下一溫度點的調控和壓力檢定循環，完成不同壓力計壓量、不同標定壓力點、不同恆壓時間、不同溫度點和恆溫時間、不同循環次數情況下，對壓力計進行全過程自動標定。全自動壓力計檢定裝置也可進行半自動、手動操作本單位同日申報了「一種全自動壓力計檢定裝置自動砝碼加減操控機構」、「一種全自動壓力計檢定裝置自動砝碼修正補償機構」和「一種全自動壓力計檢定裝置自動壓力升降調節控制機構」的申請專利。實施方式、使用方法和工作原理請參見該申請專利。
權利要求1.一種全自動壓力計檢定裝置，其特徵在於它有一個提供標準壓力源的全自動活塞式壓力計、一個對活塞式壓力計的壓力進行自動調控的壓力升降調節控制裝置、一個為被檢壓力計提供恆溫條件的恆溫箱、一個感應氣路壓力並將感應信號傳送給計算機的氣路壓力傳感器、一個控制整個裝置的氣壓、油壓、溫度、活塞位置、砝碼自動加減和砝碼自動修正的計算機和一個機櫃；全自動活塞式壓力計有一個用於自動加減砝碼的砝碼加減操控機構、一個用於承重砝碼、測量砝碼和將所測量的數據通過傳感器傳送給計算機的活塞承重測量機構、一個用於測量活塞承重測量機構的標準壓力平衡位置的活塞水平測量裝置、一個用於測量活塞適時溫度的活塞溫度測量機構、一個用於修正砝碼的砝碼修正補償機構、一個驅動活塞旋轉的砝碼旋轉驅動機構；壓力升降調節控制裝置有一個用於調節壓力的伺服驅動造壓器(39)、一個用於給油路提供預壓的電氣比例增壓泵(40)、一個用於油路卸壓的電氣比例卸壓閥(41)、一個感應油路壓力並將感應信號傳送給計算機的油路壓力傳感器(42)和一個給油路供油的油箱。
2.根據權利要求1所述的一種全自動壓力計檢定裝置，其特徵在於砝碼加減操控機構由立柱(1)、四連杆三爪砝碼託爪裝置(2)、上固定板(3)、中固定板(4)和下固定板(5)組成；四連杆三爪砝碼託爪裝置(2)由從動託爪(6)、從動託爪(7)、主動託爪(8)、拉杆(9)、滾輪(10)、氣缸(11)、雙向調速閥(12)、電磁換向閥(13)、位置傳感器(32)和砝碼支撐杆扶正器(63)組成；活塞承重測量機構由標準砝碼(14)、活塞(15)、活塞缸(16)、活塞座(17)、砝碼支撐杆(18)、砝碼支撐環(19)、砝碼託盤(20)組成；在活塞座(17)上開有接口(33)；活塞溫度測量機構由溫度傳感器(21)和溫度變送器(22)組成；砝碼修正補償機構(23)由補償砝碼(24)、驅動氣缸或油缸(25)、電磁換向閥(26)、固定架(27)、定位杆(64)和懸吊杆(28)組成；活塞水平測量裝置由下定位塊(29)、上固定套(30)和吊錘(31)組成；砝碼旋轉驅動機構由旋轉電機(34)、主動皮帶輪(35)、傳動皮帶(36)、從動皮帶輪(37)和撥杆(38)組成；壓力升降調節控制裝置由伺服驅動造壓器(39)、電氣比例增壓泵(40)、電氣比例卸壓閥(41)、油路壓力傳感器(42)和油箱(43)組成；從動託爪(6)與從動託爪(7)活動連接，拉杆(9)的一端與從動託爪(7)活動連接，另一端與主動託爪(8)活動連接，在從動託爪(6)、從動託爪(7)和主動託爪(8)的爪上安裝滾輪(10)，在從動託爪(6)、從動託爪(7)和主動託爪(8)上分別開有定位孔，驅動氣缸(11)固定在主動託爪(8)上，雙向速度調節閥(12)連接在驅動氣缸(11)上，電磁閥(13)通過氣管與雙向速度調節閥(12)相連；立柱(1)固定在下固定板(5)上，上固定板(3)和中固定板(4)分別套在立柱上，砝碼支撐杆扶正器(63)安裝在上固定板(3)的中心孔內，將從動託爪(6)、從動託爪(7)和主動託爪(8)通過定位孔套入立柱(1)，活塞缸(16)密封裝入活塞座(17)中，活塞(15)套入活塞缸(16)內，活塞座(17)固定在下固定板(5)上，砝碼支撐環(19)和砝碼託盤(20)套入砝碼支撐杆(18)，支撐杆(18)穿過上砝碼支撐杆扶正器(63)、中固定板(4)與活塞(15)相連，將標準砝碼(14)放在四連杆三爪砝碼託爪裝置(2)上，位置傳感器(32)固定在中固定板(4)與支撐杆(18)的同軸處，溫度傳感器(21)固定在活塞座(17)上，並與溫度變送器(22)電連接；固定架(27)固定在上固定板(3)上，驅動氣缸或油缸(25)固定在固定架(27)上，並通過氣管與電磁換向閥(26)相通，懸吊杆(28)一端與驅動氣缸或油缸(25)的活塞相連，補償砝碼(24)掛在懸吊杆(28)另一端的懸吊桿頭上，補償砝碼(24)懸吊在砝碼託盤(20)上，定位杆(64)裝在固定架(27)上，主動皮帶輪(35)裝在旋轉電機(34)上並固定在固定架(27)上，從動皮帶輪(37)通過軸承裝在與砝碼支承杆(18)同軸的上固定板(3)上，主動皮帶輪(35)和從動皮帶輪(37)通過傳動皮帶(36)相連，撥杆(38)固定在砝碼支承杆(18)上；電氣比例增壓泵(40)的進口與油箱(43)相通，其出口通過高壓油管與壓力傳感器(4)進口相通，油路壓力傳感器(42)的出口通過高壓油管分別與伺服驅動造壓器(39)和電氣比例卸壓閥(41)的進口相通，電氣比例卸壓閥(41)的出口通過低壓油管與油箱(43)的進口相通，在高壓油管上、電氣比例卸壓閥(41)或油路壓力傳感器(42)可設有外部接口(62)；壓力升降調節控制裝置的外部接口(62)通過油管與全自動活塞式壓力計的活塞座(17)上的接口(33)相通；將電磁換向閥(13)、電磁換向閥(26)、氣路壓力傳感器、電氣比例增壓泵(40)、電氣比例卸壓閥(41)通過氣管接外壓力氣源，電磁換向閥(13)、電磁換向閥(26)、氣路壓力傳感器、電氣比例增壓泵(40)、電氣比例卸壓閥(41)與計算機電連接，油路壓力傳感器(42)、溫度傳感器(21)、位置傳感器(53)、溫度變送器(22)、油箱(43)的液位傳感器、旋轉電機(34)和恆溫箱的溫度控制傳感器與計算機電連接，伺服電機(44)通過伺服電機的驅動器與計算機電連接；全自動活塞式壓力計、壓力升降調節控制裝置和計算機裝入各自的機櫃內。
3.根據權利要求1或2所述的一種全自動壓力計檢定裝置，其特徵在於伺服驅動造壓器(39)由伺服電機(44)、減速器(45)、固定支架(46)、活塞(47)、活塞缸(48)、絲槓螺母(49)、絲杆(50)、旋轉支架(51)、傳動盤(52)和位置傳感器(53)組成；伺服電機(44)通過減速器(45)安裝在固定支架(46)上，活塞缸(48)通過絲槓螺母(49)固定在固定支架(46)上，旋轉支架(51)的一端通過軸承套在絲槓螺母(49)上，另一端連接在減速器(45)的輸出軸上，將活塞(47)裝在絲杆(50)的一端上，並通過絲槓螺母(49)插入活塞缸(48)內，絲杆(50)的另一端與套在旋轉支架(51)上可移動的傳動盤(52)上，位置傳感器(53)裝在傳動盤(52)兩側。
4.根據權利要求2所述的一種全自動壓力計檢定裝置，其特徵在於電氣比例卸壓閥(41)由電氣比例控制閥(54)、閥座(55)、卸壓閥固定座(56)、卸壓閥驅動氣缸(57)、針閥閥芯(58)、彈簧(59)、「O「形圈(60)和連接件(61)組成，閥座(55)固定在卸壓閥固定座(56)上，「O「形圈(60)裝在卸壓閥固定座(56)內，彈簧(59)套在針閥閥芯(58)上，針閥閥芯(58)穿過「O「形圈(60)插入閥座(55)的閥芯孔內，卸壓閥驅動氣缸(57)通過連接件(61)與卸壓閥固定座(56)相連，電氣比例控制閥(54)通過氣管與卸壓閥驅動氣缸(57)相通。
專利摘要一種全自動壓力計檢定裝置，其特徵在於它有一個提供標準壓力源的全自動活塞式壓力計、一個對活塞式壓力計的壓力進行自動調控的壓力升降調節控制裝置、一個為被檢壓力計提供恆溫條件的恆溫箱、一個感應氣路壓力並將感應信號傳送給計算機的氣路壓力傳感器、一個控制整個裝置的氣壓、油壓、溫度、活塞位置、砝碼自動加減和砝碼自動修正的計算機和一個機櫃；本實用新型的優點在於它可以實現對各種型式壓力計的標定全自動化，標定精確，不受外界環境的影響，效率高。
文檔編號G01L27/00GK2585210SQ0228450
公開日2003年11月5日 申請日期2002年12月1日 優先權日2002年12月1日
發明者王北潛, 唐啟林, 任治兵, 杜明甫, 廖任清, 周家磊, 彭四庭 申請人:中國石化集團江漢石油管理局儀表廠